彼得·希格斯:“上帝粒子”挖井人

在歐洲核子研究中心宣布發現“上帝粒子”時，年邁的希格斯激動得流下了熱淚，“這真的是我生命中最不可思議的奇跡”

以描寫物理學家的書呆子生活為主題的美劇《生活大爆炸》，目前進入了兩季之間的間歇期，但這部廣受歡迎的情景喜劇5年來已經培養出一大批喜歡將—般人聽不懂的科學術語掛在嘴邊的擁躉。最近兩周來，他們提到最多的一個詞是希格斯玻色子，如果說不出這個人們最夢寐以求的亞原子粒子，就意味著落伍。

記住這個名詞并不難，畢竟它用的是科學界最常見的命名方式：基本粒子前面加上發現者的名稱，比如牛頓第二定律或者布朗運動。唯一考驗傳播者科普素養的地方在于斷句——粒子的名稱叫玻色子，而發現的科學家名叫希格斯——如果將這位蘇格蘭科學家叫成希格斯玻，那就大大地露怯了。

蘇格蘭國家博物館的策展人肯定不會犯這樣的錯誤。彼得·希格斯就職的愛丁堡大學距離蘇格蘭國家博物館就隔著幾條街，在這座位于蘇格蘭首府愛丁堡錢伯斯大道的雄偉殿堂里，陳列著所有蘇格蘭知名科學家的功績。

這里有引領工業革命的瓦特發明的蒸汽機，發現青霉素的弗萊明因為救人無數而獲得的大量獎章等，最近的一個重要成就則是綿羊“多莉”的標本，讓人們銘記愛丁堡羅斯林研究所的伊恩·威爾默特在克隆方面的開創性貢獻。現在，策展人應考慮把彼得·希格斯也加入到這個科學名人堂里。

低調的無神論者

彼得·希格斯，這位“上帝粒子”的挖井人已經83歲了。

他出生在英格蘭北部城市紐卡斯爾，父親是英國廣播公司的音效工程師。受第二次世界大戰影響，希格斯童年教育并不連貫，有相當長的時間在家學習。即便如此，他仍以優異的成績考入了倫敦大學國王學院，專業是理論物理，并在那里相繼獲得學士、碩士和博士學位。

1960年畢業后，希格斯北上蘇格蘭，進入愛丁堡大學任教。1964年，希格斯同其他5位物理學同事共同提出了“全新亞原子粒子存在”的可能性，這也成為科學家以后群策群力尋找宇宙起源奧秘的重要理論基礎。

在學術上跟隨希格斯多年的物理學家阿蘭·沃克對希格斯評價說：“他脾氣相當溫和，非常紳士，但在物理學上他有些固執。”但正是這種學術上的固執導致了成功。

希格斯一直工作到77歲才退休，在學術生涯中獲得多個重要榮譽稱號，獲獎無數。英國皇家學會、英國物理研究所、歐洲物理學會、美國物理學會都曾授予他重要獎項。但是，希格斯卻一直與兩項榮譽無緣，一是英國的榮譽爵位，二是諾貝爾物理學獎。

英國女王每年都會頒發上千榮譽爵位給各領域突出的人才，比如曼徹斯特聯隊的主教練弗格森、音樂劇《歌劇魅影》的作者韋伯等人都獲得了爵位。但希格斯雖然在物理學界享有盛譽，卻一直沒有被提名。為此，英國物理學界人士紛紛為希格斯叫屈，認為他作為英國重要的理論物理學家，卻沒能獲封“女王騎士”勛章，實在有欠公平。

劍橋大學教授安迪·帕克表示：“希格斯是一位真正的紳士，偉大的物理學家，他理應獲得女王授予的騎士勛章。”薩里大學物理學教授吉姆·阿爾卡里也說：“我不認為之前獲得女王騎士勛章的人，哪一位有希格斯的貢獻大。”

雖然多年來希格斯始終是諾貝爾評選委員會考慮的備選人物，但卻一直功虧一簣。曼徹斯特大學教授施羅德-雷蒙伯德說，希格斯可以獲得諾貝爾物理學獎，但不知道為什么學界將這位老人遺忘了多年。現在看來他已經不需要再征服評委，唯一的對手只是時間。

希格斯其實已戴上了物理學界的王者之冠。英國物理學會主席彼得·奈特說，希格斯玻色子的成就與發現DNA和登陸月球相當。利物浦大學粒子物理系主任瑟密斯·布考克則稱，對于物理學家來說，這次發現就像哥倫布發現美洲大陸。而在這個重要的發現中，希格斯起到的作用就像是指引哥倫布前行的重要海圖。

在科學界，卓越的發現者和發明人都享有命名的榮譽，但當別人提到“希格斯玻色子”時，希格斯總是很謙虛，因為他覺得“不配用自己的名字”命名這種粒子。當然，讓他更加反感的是“上帝粒子”這個別稱，因為作為一個出色的物理學家，他堅稱自己是無神論者——這點和篤信宗教與煉金術的前輩牛頓有很大不同。

英國《新科學家》記者近日在倫敦一所公寓里采訪了希格斯，發現這位老人彬彬有禮，不擅待人接物，“為了保護自己免遭媒體無休止的騷擾，他難得接聽電話，身邊也不見一臺電腦”。房間里物品“透露”了他的愛好：咖啡茶幾上擺滿了堆疊整齊的科學雜志，古典音樂唱片在書架上緊靠著藝術類圖書和陶土小雕像。

48年的堅持

智者總有屬于自己的輝煌時刻。2012年7月4日，希格斯突然造訪歐洲核研究組織總部，與其他科學家一同出現在宣布發現“上帝粒子”的新聞發布會上，在這位退休教授抵達觀眾席時，在場人士紛紛起立鼓掌。

歐洲核研究組織宣布，科學家們找到一種新亞原子粒子，這種粒子與據信構成質量的“上帝粒子”，即希格斯玻色子的特征“一致”。由此，萬物質量來源之謎或可解開，粒子物理學中缺失的重要一環或可填補。

對于后輩的努力，這位身穿灰色西裝和白色襯衫的老人顯得很欣慰，他讓家人準備好香檳慶祝。

白發蒼蒼的希格斯對于時間的流逝唏噓不已。當年他提出“希格斯場”的存在時還正值壯年，當時他大膽預言了希格斯玻色子的存在。

48年前的一個星期四下午，希格斯正坐在愛丁堡大學的系圖書館里，閱讀一篇與他的觀點完全不同的文章。正是由于批判性的思考，忽然一種想法“開始產生”。而到了下周一早晨，希格斯走到自己的辦公室，關于粒子如何獲得質量的理論已經在他頭腦中成形。

接下來的兩周，他開始撰寫兩篇論文，它們后來成為現代粒子物理學的基礎。在這兩周里，希格斯教授寫下了一篇對該理論精確而簡短的說明，描述了這種后來被稱為希格斯玻色子的粒子。然后，他提前結束了露營假期返回愛丁堡，匆匆撰寫了第二篇文章，即后來成為理論的文章。

他假設，希格斯玻色子是物質的質量之源，是電子和夸克等形成質量的基礎，其他粒子在希格斯場中游弋并產生質性，進而形成質量，構筑成大千世界。

具有諷刺意味的是，當年希格斯在發表他的這一設想時還曾遭到退稿。希格斯第一篇有關玻色子的論文，原本打算在權威雜志《物理快報》上發表，但投稿遭拒。希格斯回憶說，當時自己有些生氣，“我闡述得還不夠多，不足以使任何人相信這確實是一項重要理論，因此我又添加了幾段。”

幾經修改，希格斯的第二篇論文發表在美國期刊《物理學評論》上，那是希格斯有關玻色子的設想第一次公開發表。不過，這篇在接下來的半個世紀中對大型強子對撞機實驗影響深遠的文章其實并不長，甚至不足刊物的兩頁紙。

希格斯認為，在137億年前的宇宙大爆炸過程中，形成一種無形卻到處存在的場，希格斯玻色子就存在于這個場內。當有些粒子在與希格斯玻色子遭遇時，它們會降低速度，獲得質量，而另一些粒子則會不受阻礙地繼續前進。

“標準模型”預言了62種基本粒子的存在，其中61種粒子已獲實驗證實，而希格斯玻色子是最后一種未被發現的基本粒子，也是解釋物質質量之謎的最重要粒子。由于它難以尋覓又極為重要，因此也被稱為“上帝粒子”。

在歐洲核子研究中心宣布發現“上帝粒子”時，年邁的希格斯激動得流下了熱淚，“這真的是我生命中最不可思議的奇跡”。48年的堅持，終于等來了奇跡。

100美元的賭約

認為發現“上帝粒子”是個奇跡的不僅是希格斯，連有著“在世的最偉大物理學家”之稱的霍金也這樣認為，為此霍金甚至還輸了100美元。

以通俗讀物《時間簡史》而盡人皆知的霍金可謂是科學界的搖滾明星，雖然他電子合成的聲音一再成為喜劇演員的噱頭，但卻從來沒人懷疑過這個輪椅上的大腦的睿智。然而，就連霍金這樣的學者，也曾質疑是否能找到希格斯玻色子。

3年前，霍金在接受采訪時堅稱，耗資巨大的大型強子對撞機實驗并不會證實“上帝粒子”的存在。霍金當時稱沒有一位粒子物理學家會認為這一方法是“正確的”，他甚至為此和希格斯及美國密歇根大學的凱恩教授賭了100美元。

霍金的賭約是在一次學術大會上，當時幾名物理學家在用餐時討論歐洲核子研究中心是否能延長大型正負電子對撞機的使用期限。霍金開玩笑說，這項在法國與瑞士邊境的歐洲核研究組織進行的實驗，如果找不到希望找到的“上帝粒子”，那會“更加激動人心”。

希格斯當時就反駁了霍金的觀點。他說：“需要承認的是，我從未讀過霍金關于這一觀點的文章。但我讀過他的另一篇文章，我想這篇文章是他作出這樣的猜測的基礎。而且坦率地說，我認為他的方法不夠好。我的理解是他把粒子物理學的各種理論以重力為基礎疊加在一起……沒有一位理論粒子物理學家會認為這是一種正確理論。”

實驗證明霍金輸掉了這場賭約，霍金坦承自己輸得心服口服并祝愿希格斯獲得諾貝爾獎。希格斯透露，在宣布發現新粒子后，霍金曾與他聯系并表示支票已寄出。希格斯說，“他不僅是給我一個人錢。我想他還會寄100美元給密歇根大學的戈登·凱恩。”

這場賭約的另一位贏家凱恩對來自霍金的美元欣然接受。“我堅信希格斯玻色子一定會被找到。發現希格斯玻色子真是太棒了。它證實了長久以來的猜想，進一步加強了粒子物理‘標準模型’的事實根據。打賭獲勝是錦上添花。”凱恩表示要把贏來的錢花在刀刃上，“所有的錢都要用于搞研究。”

霍金可能已習慣了以輸掉賭約的方式推進科學的普及。

1975年，霍金曾關于天蝎座X－1是否包含黑洞打賭，后來認輸為贏家訂閱了1年的《閣樓》雜志。

1991年，霍金又與人賭上了，這次賭的是裸奇點是否存在，霍金再次輸了。

第三次打賭發生在1997年，霍金同美國物理學家約翰·普雷斯基爾打賭，認為黑洞部不會摧毀它們吞噬的一切信息，霍金于2004年7月21日當眾表示輸掉了這場賭約，并送給普雷斯基爾一套板球百科全書。

關于希格斯色粒子的賭約則是他的第四場賭約。這30多年來，霍金通過雜志、書籍和一點點美元，讓更多的人了解到這些科學最前沿的問題。在100美元的賭約背后，希格斯的遠見和霍金的犧牲精神都值得稱道。

希格斯玻色子的發現，意味著一些理論走向終結，因為它們被更好的理論所代替。在科學上，唯一不變的是追求真理的目標，追求是永恒的，還有無數個希格斯正在路上孜孜不倦地前行。